(57)【要約】【課題】試料に与えるダメージが小さく、高い分解能を有する走査型Ｘ線顕微鏡を提供する。【解決手段】本発明の走査型Ｘ線顕微鏡は、試料を設置する試料室と、この試料室を真空にする排気手段と、エネルギが０．１〜５ｋｅＶで所定の電流、所定のビーム径を有する電子ビームを間歇的に該試料に照射し、且つ該試料の所定範囲を走査する電子ビーム照射手段と、前記試料から放射されたＸ線を検出するＸ線検出手段とを備えることを特徴とする。Ｘ線検出手段は飛行時間型分析装置を用いることが望ましい。【選択図】図１
2005147803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を設置する試料室と、
該試料室内を真空にする排気手段と、
エネルギが０．１〜５ｋｅＶで所定の電流、所定のビーム径を有する電子ビームを間歇的に該試料に照射し、且つ該試料の所定範囲を走査する電子ビーム照射手段と、
前記試料から放射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、
を備えることを特徴とする走査型Ｘ線顕微鏡。
【請求項２】
前記Ｘ線検出手段は飛行時間型分析装置である請求項１に記載の走査型Ｘ線顕微鏡。
【請求項３】
前記エネルギは０．３〜２ｋｅＶである請求項１または２に記載する走査型Ｘ線顕微鏡。
【請求項４】
前記排気手段は前記試料室内の圧力を１０-3Ｐａ以下とする請求項１〜３のいずれかに記載の走査型Ｘ線顕微鏡。
【請求項５】
前記排気手段は前記試料を載置する試料室内と前記電子ビームを射出する電子銃の電子光学鏡筒内とを差動排気する請求項１〜４のいずれかに記載の走査型Ｘ線顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を検出して試料表面を観察する走査型Ｘ線顕微鏡に係わり、特に低エネルギ電子励起Ｘ線を高感度、高分解能で検出できる走査型Ｘ線顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線顕微鏡には２種類のタイプが知られている。すなわち、試料表面に一次ビームとしてＸ線を照射し、試料表面で反射されたＸ線あるいは試料を透過したＸ線を検出してスクリーン上に試料の像を形成するものと、また、一次ビームとして電子線あるいはレーザビームを試料表面に照射して、試料表面から放射されるＸ線を検出することにより試料表面のＸ線像を形成するものとである。前者ではレンズを使用することが出来ないので、Ｘ線ビームを細く絞ることが困難であるために分解能には限界がある。しかし、後者においては電子ビームを細く絞ることができるので高分解能を得ることができる。
【０００３】
表面観察手段としては走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）が幅広い分野で用いられている。走査型電子顕微鏡は細く絞った電子線を試料上に照射し、試料から発生する２次電子や反射電子を検出して像を形成する装置である。さらに近年においては、試料を低真空中に保持した状態で食品や生物などの水分を含む試料や絶縁試料などの観察に応用されている。しかし、これらの電子顕微鏡においては電子ビームの加速電圧が１０〜３０ｋＶと高いために、場合によっては試料表面を破壊してしまうおそれがあった。このため、高輝度放射光を利用した工夫（非特許文献１）や、試料を走査して分解能を向上させる工夫（非特許文献２）がなされている。
【０００４】
しかし、高輝度放射光を利用した前者においては、ビームを絞れないため高分解能が得られないなどの問題があり、また、後者ではＸ線像を得るのに長時間を要するという問題があり、必ずしも満足できるものではなかった。
【非特許文献１】Y.Kagoshima,T.Ibuki,K.Takai,Y.Yokoyama;N.Miyamoto,Y.Tsusaka and J.Matsui. Jpn.J.Appl.Phys.39(2000)L433.
【非特許文献２】Y.Kagoshima,etal.Nucl.Instrum & Methods A467-468(2001)872.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、試料に与えるダメージが小さく、高い分解能を有する走査型Ｘ線顕微鏡を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らが開発した特開平１０−２６９９８３号公報に示す走査型プロトン顕微鏡は、電子励起イオン脱離法（ＥＳＤ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ）を用いて、最も軽い元素である水素であっても、微小領域に存在するものを感度よく高い分解能で分析でき、その分布を２次元画像化することを可能としたものである。
【０００７】
その手段の特徴は、１０-8〜１０-9Ｐａ程度の超高真空を達成してスペクトルのバックグラウンドのプロトンレベルを小さくした上で、電子ビーム照射系として、３００〜８００ｅＶ程度の低エネルギで数ｎＡの大きな電流がとれ、しかもビーム径は大きくても７００ｎｍ程度にできるような構成とし、さらに、イオン質量分析手段として、飛行時間（ＴＯＦ：ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）型質量分析を採用したことにある。
【０００８】
図４は、鉄表面における飛行時間スペクトルを示す。横軸は電子ビームを照射してからの時間つまりイオンの飛行時間を示し、前後軸は電子ビームの入射エネルギ、縦軸はイオン強度をそれぞれ示す。飛行時間ゼロのところのピークがＸ線によるピークＰであり、飛行時間２．５μｓｅｃ付近にはプロトンＨ+のピークが見られる。Ｐピークは、照射された電子線の衝撃で励起される価電子や内殻からのＸ線（制動輻射を含む）が光子Ｐとして検出されるものである。
【０００９】
従来、このようにして得られる低エネルギ電子励起Ｘ線をＸ線信号として利用することは、散乱電子や脱離イオンとの分離が困難なため、また、その強度が微弱であるために長時間を要し実現することができなかった。
【００１０】
本発明者は、測定に関するソフトウエアとインターフェイスとを根本的に改良することによりこの問題を解決して、低エネルギ電子励起Ｘ線をＸ線信号とする走査型Ｘ線顕微鏡の開発に成功したものである。
【００１１】
本発明の走査型Ｘ線顕微鏡は、試料を設置する試料室と、試料室内を真空にする排気手段と、エネルギが０．１〜５ｋｅＶで、所定の電流、所定のビーム径を有する電子ビームを間歇的に該試料に照射し、且つ該試料の所定範囲を走査する電子ビーム照射手段と、前記試料から放射されたＸ線を検出するＸ線検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
ここで、Ｘ線検出手段は飛行時間型分析装置を用いることが望ましい。また、電子ビームのエネルギは０．３〜２ｋｅＶであることが好ましい。
【００１３】
排気手段は、試料室内の圧力を１０-3Ｐａ以下とすることが望ましく、また、排気手段は、試料室内と電子ビームを射出する電子銃の電子光学鏡筒内とを差動排気する機能を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の走査型Ｘ線顕微鏡は、試料を設置する試料室と、該試料室内を真空にする排気手段と、エネルギが０．１〜５ｋｅＶで所定の電流、所定のビーム径を有する電子ビームを間歇的に該試料に照射し、且つ該試料の所定範囲を走査する電子ビーム照射手段と、前記試料から放射されたＸ線を検出するＸ線検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明のＸ線顕微鏡において、電子ビームのエネルギは、０．１〜５ｋｅＶが適当である。電子ビームのエネルギが０．１ｋｅＶ未満では、ビーム径を充分細く絞り込むことが出来ないので高い分解能を得ることができない。また、５ｋｅＶ以上では散乱電子を分離することが困難であるので適当ではない。より好ましくは０．３〜２ｋｅＶである。
【００１６】
図５に電子ビームの照射エネルギによるＸ線信号Ｐの強度変化を示す。図５は、
図４のスペクトルの積分強度をプロットして得られたものであり、図中にはプロトンＨ+の変化を併記した。図５から、Ｘ線は数十ｅＶから検出されエネルギとともに増大していることが分かる。
【００１７】
以下、図面を参照しつつ実施の形態について説明する。図１は本発明に係わる走査型Ｘ線顕微鏡の第１の実施態様を示す図であり、図中、１は試料室、２は排気系、３は試料、４はグリッドメッシュ、５はマイクロチャンネルプレート（以下、ＭＣＰと称す）、６は蛍光スクリーン、７は電子銃、８はパルスアンプ、９はマルチチャンネルアナライザ（以下、ＭＣＡと称す）、１０は電子銃電源、１１は走査用電源、１２は表示部、１３はパルス発生装置、１４はパターン観察窓、１５は排気系制御装置を示す。
【００１８】
試料室１には、試料３，グリッドメッシュ４，ＭＣＰ５，スクリーン６が収納されている。試料３，グリッドメッシュ４，ＭＣＰ５，スクリーン６にはそれぞれ所定の電圧が印加されている。
【００１９】
グリッドメッシュ４は３枚又は４枚の同心球形のグリッドメッシュで構成されている。ＭＣＰ５はＸ線またはイオンを電子パルスに変換して倍増するものであり、２枚の平板型とＭＣＰで構成される。スクリーン６は電子のコレクタであり、イオンがＭＣＰ５に到達するとそれに応じた電流を出力するものである。そして、スクリーン６の電流出力はパルスアンプ８で増幅され、ＭＣＡ９に入力されて分析が行われることになる。
【００２０】
グリッドメッシュ４，ＭＣＰ５，スクリーン６は飛行時間質量分析器（以下、ＴＯＦ−ＭＳと称す）を構成しているものである。ここで、試料３の表面とグリッドメッシュ４との間の距離は略１００ｍｍ程度の飛行距離を持たせるようにするのがよい。このようにすることによって、試料３の電子回折、オージェ電子分光および放出イオンの角度分布がその場観察できる。
【００２１】
試料室１の内部は排気系２により所定の真空度となされている。真空度が１０-8〜１０-9Ｐａ程度の超高真空の場合には、試料室１内の残留ガスの水素、水などが試料３の表面に吸着してプロトン検出時のバックグラウンドへの影響を極力減少させることができる。このような排気系２は、イオンポンプあるいはターボ分子ポンプなどで構成することができる。
【００２２】
電子銃７は、３００〜２０００ｅＶ程度の低エネルギで１ｎＡ程度の大電流が得られ、且つ３００ｎｍ程度の小さいビーム径の電子ビームを照射できるように構成されている。
【００２３】
ところで、放射Ｘ線を高感度で検出するためには検出立体角を大きく取ることが重要であり、そのためには検出器を試料に近づけるようにすればよい。ＴＯＦ−ＭＳの場合には、グリッドメッシュ４は試料３の表面を中心とする円周上に位置するように配置されており、グリッドメッシュ４の面積とＭＣＰによって試料３から発生したＸ線の検出立体角が決まるため、大きな径のメッシュとＭＣＰを用いるのが感度に対して有利であることが知られている。
【００２４】
ところが、グリッドのメッシュを大きくすると、相対的に電子銃７のサイズは小さな構造でないと組み込むことはできない。そこで、電子銃７としては、本出願人らが開発した電界放射型の超小型低加速電子銃を用いるのが望ましい。その構造の例を図２を参照して説明する。
【００２５】
図２において、取付フランジ２８にサポート２７を取り付け、これに全長１４２ｍｍに設計した電子銃本体が保持されている、取付フランジ２８には電源接続フランジ２９が接続されて電子銃本体への電力供給がなされるようになっている。このような超小型の構成にして試料室１に組み込まれている。
【００２６】
電界放射型電子銃ユニット（以下、ＦＥＧユニットと称す）２０は、図３に示すように、フィラメント２３，サプレサー電極２４，引き出し電極２５，陽極２６全てを碍子２２上に組み立て、これら各電極を貫通する孔Ｈを設けてＦＥＧユニットの電子銃室を外部雰囲気と連通させる構成となっている。なお、低加速ＦＥＧでは、磁界による影響を除くため磁気シールドが必要となるが、走査Ｘ線顕微鏡では、分析室１の内部又は外部に磁気シールドが施されているため、ＦＥＧユニット専用の磁気シールドは必要ないものである。また、低加速電圧であるためＦＥＧの電極構造は絶縁が容易となり、碍子２２上に４つの電極を組み立ててユニット化しても放電などの問題は生じないことが確認されている。
【００２７】
このように低加速電圧であるため、碍子２２上に４つの電極を組み立ててユニット化できること、専用の磁気シールドが不要となることなどから、ＦＥＧユニットを小型化でき、又４つの電極を組み込んだ状態で組み立て精度のチェックができるため、動作時の光軸を正確に得ることができる。
【００２８】
また、図３に示すように、ＦＥＧユニットに電子銃室を貫通する孔Ｈを設け、試料室を１０-8Ｐａ程度の超高真空に排気する排気系２により、孔Ｈを通して電子銃室を真空引きする。このため、全長が短い超小型のＦＥＧユニットを超高真空に排気することができる。
【００２９】
この電子銃の内部には、電子銃アライメント（光軸調整用）３０，コンデンサレンズ４０、コンデンサレンズアライメント（光軸調整用）５０，アパーチャ６０，偏向器７０，７１，非点補正器８０，８１，対物レンズ９０が組み込まれている。
【００３０】
上述したように、低加速電圧であるためコイルなどは小さくても動作し、磁界レンズを小型化することができるが、試料室１が超高真空である場合には、磁界レンズのコイル材料からの放出ガスが問題となる。従来用いられているポリイミド被覆の線材では放出ガスが多く、超高真空まで排気することができない。そこで、コンデンサレンズ４０，対物レンズ９０の磁界型レンズのコイルとして、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）またはシリカなどを被覆した線材（銅線）を用いる。このような被覆線材を用いることにより放出ガスを減少させて１０-8Ｐａ程度の超高真空まで排気することが可能となっている。
【００３１】
また、偏向器７０，７１としては静電型の偏向器を用いる。静電型の偏向器とすることにより、コイルは不要となり、超高真空下でも問題がなく、磁界タイプの偏向器よりもほぼ半分のリード線で済ませることができるので偏向器７０，７１を小型化することができる。
【００３２】
なお、図２に示す構成ではコンデンサレンズ４０を組み込むようにしているが、コンデンサレンズ４０を省略して対物レンズ９０のみにしてもよいものである。
【００３３】
ところで、以上のような構成の超小型低加速電子銃を用いたとしても、電子ビームに収差があるとビーム径が大きくなってしまうので、分解能が悪いものとなってしまう。そこで、必要な電流がとれ、しかも収差係数を小さくするために、電子銃７の対物レンズを小さくし、且つ試料３に可能な限り近づけてワークキングディスタンスを小さくする必要がある。この時、電子銃７はグリッド４の検出立体角の範囲外に位置することは当然である。
【００３４】
実際、図２に示す構成の電子銃において、対物レンズ９０の直径を２５ｍｍ、先端の頂角が５０゜で、収差係数として球面収差係数１００ｍｍ，色収差係数１４ｍｍの特性をもつ超小型の対物レンズを得ることができた。この収差特性は通常の走査電子顕微鏡に用いられる電子銃と同程度である。
【００３５】
このような超小型電子銃を用いると、ＴＯＦ−ＭＳと組み合わせて試料３の近傍に配置することができる。そして、この場合、検出立体角として０．３２ｓｒ（ステラジアン）程度にすることができるため、ＴＯＦ−ＭＳの感度に影響しないで、微小ビーム径を得ることができる。
【００３６】
このような電子銃７を用いることによって、３００ｅＶ、ビーム電流１ｎＡにて３００ｎｍ程度のビーム径が得られることが確認されている。また、電子銃７の使用電圧は最大２ｋＶ程度であるため、電子銃７の内部のコイルも小型にでき、しかも発熱も少ないため、コイルを冷却する特別の装置も必要なく、超小型にても安定して動作することが確認されている。
【００３７】
さて、電子銃電源１０は、電子銃７の内部の各部に必要な電圧あるいは電流を供給する。また、電子銃７は、パルス発生装置１３から走査用電源１１を介して与えられる制御信号によって、電子ビームを間歇的に、すなわち、パルス状に放射する、いわゆるビームチョッピングを行う。電子ビームを放射する時間は５０〜２４０ｎｓｅｃ程度とするのがよい。走査用電源１１は、偏向電圧を生成して電子銃７の偏向器に印加するものである。
【００３８】
以上、構成の各部について説明したが、次に動作について説明する。パルス発生装置１３は、電子銃７に電子ビームの１パルスの照射を指示すると同時に、ＭＣＡ９に対して放射されたＸ線信号の分析動作の開始を指示する。
【００３９】
このようにして、電子ビームの１パルスで１スペクトルが測定できるため非常に高速での測定が可能である。なお、得られたスペクトルのＸ線信号強度は極めて弱いので、多数のパルスによるスペクトルの積算を行えば感度を向上させることができる。ここでは、５０００〜１００００パルス程度の積算が望ましく、１００００パルスの積算を行ったとしても測定時間は高々３００ｍｓｅｃ程度であり、短時間での測定が可能であることが確認されている。
【００４０】
試料３のある位置での測定が終了すると、走査用電源１１から電子銃７に、電子ビームの照射位置を変更する制御信号が送られ、その後、パルス発振装置１３から走査用電源１１を介して電子銃７に電子ビームの照射を指示する制御信号が与えられる。このことによって、試料３上の各位置においてＸ線の飛行時間スペクトルを測定することができる。
【００４１】
そして、表示部１２は、飛行時間スペクトル中の飛行時間ゼロに対応するＸ線信号Ｐの強度をＭＣＡ９から取り込み、走査用電源１１から与えられた電子ビームの照射位置を変更する制御信号に基づいて、電子ビームの走査に同期させて内部の画像メモリ（図示せず）中に記憶することによって二次元画像化し、Ｘ線信号Ｐの強度に応じて輝度あるいは色を変えて表示する。これによって、試料３の表面形状を二次元画像として観察することが可能となる。例えば、試料３上に１２８×１２８の画素位置を設定し、それらの各画素位置でのＸ線信号Ｐの強度を１００００回積算するとして、一つの二次元画像を得るための測定時間は９０分程度と非常に高速に行うことができることが確認されている。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施態様について説明する。
【００４３】
本発明の第２の実施態様は、試料が入れられる試料室の真空度を低くして低真空走査型Ｘ線顕微鏡とするものである。試料室と電子銃の電子光学鏡筒内とを差動排気するように構成したものである。
【００４４】
図６に第２の態様の走査型Ｘ線顕微鏡の全体構成を示す。また、図７にはその電子銃の構造を示す。差動排気以外は基本的に第１の実施態様と同一であるので同一部位には同一の番号を付し説明を省略する。
【００４５】
図７に示す電子銃の基本的な構造は、図２の電子銃７と同一仕様であるが電子光学鏡筒１００内の電子銃室１０２とコンデンサレンズ４０との間に電子ビーム通過用の微小開口を有したアパーチャ１０１が設けられている。このアパーチャ１０１により電子銃室１０２と、試料室１内とは差動排気される。すなわち、電子銃室１０２の空間は排気管１０３を介してイオンポンプなどにより高真空に排気される。
【００４６】
図６に示す試料室１には、３つの開閉バルブ３１、３２、３３が設けられており、開閉バルブ３１は排気管１０３との接続のために設けられている。走査型Ｘ線顕微鏡を低真空にする場合にはこのバルブは閉じられ、走査型Ｘ線顕微鏡を高真空で使用する際にはこのバルブは開けられる。バルブ３２はターボ分子ポンプとロータリポンプ（排気系２内）に接続され、バルブ３３は切換バルブ３４に接続されている。切換バルブ３４は、大気に通じた管３５と窒素ガス源３６とアルゴンガス源３７とを切り換えてバルブ３３に接続する。３つの開閉バルブ３１，３２，３３，切換バルブ３４は、排気系制御装置３８によってバルブの開閉や切換の制御が行われる。排気系制御装置１５には、試料室１内の圧力を測定する圧力計３９の測定データが供給される。
【００４７】
このような排気系の構成によれば、排気系制御装置１５は開閉バルブ３２と開閉バルブ３３を開け、ロータリポンプによって試料室１内を排気する。この際、切換バルブ３４によってアルゴンガス源３７がバルブ３３に接続されていれば、試料室１内にアルゴンガスが入れられる。このとき真空系３９によって試料室１内の圧力が監視され、所定の圧力になった段階で、排気系制御装置１５は開閉バルブ３２と３３を閉じる。
【００４８】
このような制御を行うことにより、試料室１内は所定の低真空度のアルゴン雰囲気に維持される。なお、切換バルブ３４によって窒素ガス源３６を選択すれば、試料室１内は窒素ガス雰囲気に維持され、切換バルブ３４によって大気を選択すれば、試料室内は大気雰囲気に維持される。
【００４９】
なお、差動排気により電子銃の電子光学鏡筒１００内の圧力を１０-7Ｐａ以下に保持することができる。
【００５０】
第２の実施態様は上記の差動排気の構成を付加し、試料室内の雰囲気ガスの切換を可能とした以外には第１の実施形態と異なることがないので、その動作などは第１の実施態様と同一である。従って、説明は省略する。
【００５１】
このような低真空Ｘ線顕微鏡においては、試料室内の圧力を１０-3Ｐａ程度にすることができるので、生物系の試料をも損傷することなく、また、高分解能で観察することができる。
【００５２】
以上のように、本発明の走査型Ｘ線顕微鏡によれば、試料から放射されるＸ線をＸ線信号として高感度に、しかも高分解能で検出することができ、又、それによって試料の観察領域を二次元画像として観察することができるので、従来では不可能であった冷却された生物試料や植物などについてもＸ線観察の対象とすることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、入射エネルギを変えて、２から５種の異なるＸ線の励起をして二次元画像化し、それぞれを引き算して画像化すれば元素の違いもある程度は識別することができる。
【００５４】
また、この走査型Ｘ線顕微鏡は低加速の電子ビームを試料上で走査可能であるため、類似のオージェ電子顕微鏡（ＳＡＭ）とも複合化できるものである。このようにすれば、軽元素を含む元素をオージェ分析にて補完したり、あるいは結合状態などの総合的な分析に利用することもできる。
【実施例】
【００５５】
上記の走査型Ｘ線顕微鏡を用いて行った微細構造の試料を観察した結果を実施例として以下に示す。
【００５６】
（実施例１）
試料台上に空間を設けて設置した間隔が２５．５μｍ（１０００メッシュ）の網を観察試料とし、その表面を走査面とした。
観察における走査型Ｘ線顕微鏡の諸条件は、以下のようにした。電子ビームのエネルギは１０００ｅＶ、ビーム電流：２ｎＡ、ビーム径：０．３μｍ、パルス幅は約２４０ｎｓｅｃとして、一測定点あたり１０4パルスのビーム照射を行った。試料の表面の電子ビーム照射位置から、検出部のグリッドまでの距離を１１０ｍｍとし、バイアス電圧を＋２０Ｖとした。２次元分布画像としての画素数、つまり照射位置は１２８×１２８とした。ちなみに、試料１つを分析するのに要した時間は９０分であった。
【００５７】
結果を図８に示す。電子ビームを試料表面に対して４５゜の角度をもって照射しているためにメッシュは平行四辺形状で得られているが、鮮明な画像を得ることができた。分解能は電子ビームの径と雑音信号の強度比で決まるが、この場合の空間分解能は１μｍ程度であった。
【００５８】
（実施例２）
マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）の一部を観察試料とし、その端面を走査面とした。観察における走査型Ｘ線顕微鏡の諸条件は、以下のようであった。電子ビームのエネルギは１０００ｅＶ、ビーム電流：２ｎＡ、ビーム径：０．０５μｍ、パルス幅は約２４０ｎｓｅｃとして、一測定点あたり１０4パルスのビーム照射を行った。試料の表面の電子ビーム照射位置から、検出部のグリッドまでの距離を１１０ｍｍとし、バイアス電圧を＋２０Ｖとした。２次元分布画像としての画素数、つまり照射位置は１２８×１２８とした。ちなみに、試料１つを分析するのに要した時間は９０分であった。
【００５９】
結果を図９に示す。電子ビームを試料表面に対して４５゜の角度をもって照射しているためにマイクロチャンネルは楕円形状に得られているが、孔の径は１２μｍである。この場合の空間分解能は５０ｎｍ程度であった。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の走査型Ｘ線顕微鏡は、装置が小型で電子ビームが使用できる１０-3Ｐａ程度の真空度でも使用可能であり、また、１００電子ボルトから２ｋ電子ボルト程度の極めて低いエネルギをもつ電子ビームを使用することが出来るので、生物系の顕微鏡としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態における走査型Ｘ線顕微鏡の全体構成を示す概要図である。
【図２】図１に示す走査型Ｘ線顕微鏡に好適な電界放射型超小型低加速電子銃の構造を示す断面概要図である。
【図３】図２に示す電界放射型超小型低加速電子銃を構成する電界放射型電子銃ユニットの構造を示す断面概要図である。
【図４】図１に示す走査型Ｘ線顕微鏡によって得られる飛行時間スペクトルを入射エネルギを変えて表示した一例を示す図である。
【図５】電子ビームのエネルギによるＸ線信号ＰおよびＨ+の入射電子に対する強度変化の一例を示す図である。
【図６】第２の実施態様における走査型Ｘ線顕微鏡の全体構成を示す概要図である。
【図７】図６に示す走査型Ｘ線顕微鏡に好適な電界放射型超小型低加速電子銃の構造を示す断面概要図である。
【図８】実施例１の銅メッシュのＸ線を検出して得られたある領域におけるＸ線の２次元画像を示す図である。
【図９】実施例２のマイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）の端面を走査し、Ｘ線を検出して得られたある領域におけるＸ線の２次元画像を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１：分析室  ２：排気系  ３：試料  ４：グリッドメッシュ  ５：マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）  ６：蛍光スクリーン  ７：電子銃  ８：パルスアンプ  ９：マルチチャンネルアナライザ（ＭＣＡ）  １０：電子銃電源  １１：走査用電源  １２：表示部  １３：パルス発振装置  １４：パターン観察窓  １５：排気系制御装置
【図１】
2005147803.tif 000003
【図２】
2005147803.tif 000004
【図３】
2005147803.tif 000005
【図４】
2005147803.tif 000006
【図５】
2005147803.tif 000007
【図６】
2005147803.tif 000008
【図７】
2005147803.tif 000009
【図８】
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【図９】
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